Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В отчетном периоде в рамках проекта выполнен комплекс исследований, направленных на глубокий анализ генетической структуры, породообразования и внутрипородной стратификации свиней породы дюрок с использованием современных методов популяционной генетики, биоинформатики и элементов искусственного интеллекта. Проведено генотипирование 114 свиней породы дюрок с использованием SNP-чипов Illumina PorcineSNP80v1_XT, а также осуществлено полногеномное секвенирование с низким покрытием (lpWGS) для 150 животных, что позволило получить высокоточные данные о геномной организации породных групп. Для повышения репрезентативности и статистической мощности анализов массив данных был существенно расширен за счет интеграции информации из открытых источников, в результате чего итоговая выборка составила более 11 тысяч геномов свиней различных пород. Обработка и иммутация генотипических данных с применением сервиса Swine Imputation (SWIM) обеспечили высокую точность реконструкции полных геномов для последующих анализов. Комплекс популяционно-генетических исследований, включающий анализ главных компонент (PCA), анализ примесей (Admixture) и построение филогенетического дерева, выявил четкую генетическую дифференциацию между породами и сложную внутрипородную структуру. Особое внимание уделено российским популяциям дюроков, которые по результатам анализа формирует самостоятельный генетический кластер, что свидетельствует о их уникальности и формировании собственной селекционной линии. Установлено, что дюроки разделяются на четыре основные генетические группы, соответствующие регионам происхождения: Россия, Германия/Дания, США и Голландия/Китай (формирование данных групп подтверждено результатами популяционно-генетического анализа). Кроме того, обнаружены внутрипородные различия у ландрасов и крупной белой породы, подтвержденные результатами анализа Admixture. Важным результатом стало выявление регионов генома, подвергшихся селекционному давлению, с помощью методов iHS и nSL. Обнаружены как общие, так и популяционно-специфичные сигналы селекции в породе дюрок, отражающие особенности селекционного процесса и адаптацию к локальным условиям. Наиболее устойчивый селективный сигнал выявлен в области гена PRKN, что свидетельствует о его фундаментальной роли в адаптации и продуктивности животных. Среди других значимых генов, обнаруженных в сигнатурах отбора, отмечены SLC22A3, TRAPPC9, NTNG1, а также ряд генов, специфичных для отдельных российских групп дюроков (TNFAIP3, IGF2R, MAP3K4, RAPGEF1, AUTS2). Анализ коэффициента FST подтвердил высокую степень генетической уникальности российских дюроков (FST = 0,020–0,026 внутри российских популяций и FST до 0,234 по отношению к западным линиям), а также выявил значимые межпородные различия между дюроком, ландрасом, пьетреном, беркширом и гемпширом. Проведен анализ областей гомозиготности (ROH), который показал, что у свиней породы дюрок преобладают более длинные сегменты ROH, что может быть связано с историей инбридинга и особенностями селекции. Детальный анализ распределения гомозиготных сегментов различной длины (R4, R8, R16, R32, R64, R128) позволил выявить особенности формирования исследуемых популяций дюроков. Во всех группах эффективный контроль инбридинга подтверждается низкими значениями R4. В ряде популяций (Германия/Дания, США) по повышенным значениям R8 выявлены признаки интенсивного линейного разведения, в то время как умеренные показатели R8 в российских популяциях, указывают на менее интенсивное использование ограниченного числа линий, либо на возможный импорт разнородного генетического материала. В китайской и одной российской популяции с высокими значениями R16 выявлен «Эффект основателя», что указывает на потенциальный риск инбредной депрессии. Установленные высокие значения R32 в ряде российских популяций могут указывать на использование ограниченного числа линий при создании племенного ядра. В классе R_64 наибольшие значения наблюдаются во всех российских группах, что свидетельствую о периоде формирования генетического ядра и структуре этих популяций, так как в классе R_128 сегменты гомозиготности практически отсутствуют. Таким образом, анализ ROH позволил оценить влияние селекционных стратегий и выявить риски, связанные с инбридингом, в различных популяциях свиней породы дюрок. На основе карт ROH разработана и апробирована инновационная методика классификации породной принадлежности животных с использованием сверточной нейронной сети (CNN), которая продемонстрировала 100% точность по всем основным метрикам. Выполнена функциональная аннотация SNP и генов, локализованных в пределах сигнатур селекции и областей гомозиготности, с учетом перекрытия с локусами количественных признаков (QTL). Особое внимание уделено генам, предположительно обладающим высокой селекционной ценностью, включая PCDHB7 и PPP2R2B у дюрока, GASK1A у пьетрен, TFEC у ландраса. Эти гены связаны с регуляцией роста, метаболизма, иммунного ответа, нейроразвития и окраса, что подчеркивает их значимость для программ генетического мониторинга и селекционного отбора. Проведённые исследования позволили получить новые фундаментальные знания о генетической структуре и селекционной истории свиней породы дюрок, а также создать современные инструменты для точной классификации и отбора животных по генетическим признакам. Полученные результаты обладают высокой практической значимостью и могут быть использованы для совершенствования отечественных программ селекции, развития генетического мониторинга и повышения эффективности промышленного свиноводства. Результаты проекта представлены на научных конференциях и тематических выставках, а также получили освещение на информационных ресурсах: Пресс-служба РНФ "Генетический анализ на основе нейросетей поможет в селекции сельскохозяйственных животных" - https://rscf.ru/news/release/geneticheskiy-analiz-na-osnove-neyrosetey-pomozhet-v-selektsii-selskokhozyaystvennykh-zhivotnykh/ РИА Новости "В России создали новый способ прогноза болезней" - https://ria.ru/20250513/nauka-2016536192.html Официальный сайт ФГБОУ ВО Донской ГАУ: "Учёные Донского ГАУ на конференции ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста" - https://www.dongau.ru/novosti-universiteta/604293/ "В Ставропольском крае прошла выставка Всероссийский день поля – 2024" - https://www.dongau.ru/novosti-universiteta/604079/